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5[1].4.1UASB28.ppt

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UASB污水生物处理技术,1 概述 厌氧生物处理是利用厌氧性微生物的代谢特性,无需外源能量,以被还原有机物作为受氢体,同时产生有能源价值的甲烷气体。 厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水,也可适用于低浓度有机废水,包括城市污水。,-处理成本低; -能产生大量的能源; -设备负荷高,占地少; -产生的剩余污泥少,脱水性能好; -对营养物的需求量小; -菌种可在终止供给营养的情况下保持较长时间的活性。,厌氧生物处理法优点:,厌氧处理的缺点,出水不如好氧处理好,仍需要后处理才能达到较高的排放标准。 厌氧微生物对有毒物质较敏感。 厌氧反应器初次启动过程缓慢,一般需要8~12周时间。,厌氧生物处理法缺点:,2 升流式厌氧污泥床工作原理 :,UASB的基本构造: 污泥床; 污泥悬浮层; 沉淀区; 气液固三相分离器; 集气室。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,水封,沼气,气水分离器,,,,,H,,,,污泥床,,,污泥悬浮层,,,沉淀区,进水,出水,,三相分离器,,气室,,,H1,,,,h1,h2,H=H1-H2=h1+h2-H2,H2:水封后面的阻力,UASB的几种形式:,封闭式UASB反应器,开敞式UASB反应器,UASB的几种形式:,UASB工作原理 :,在底部反应区内存留大量厌氧污泥,形成污泥层,它具有良好的沉淀性能和凝聚性能。 污水从底部流入与污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气、H2S等。 沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡。,UASB工作原理 :,由于沼气的搅动在污泥床上部形成一个污泥浓度较低的悬浮污泥层,然后泥和水进入三相分离器,沼气折向反射板的四周,集中在气室,再用导管导出。,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内,使反应区内积累大量的污泥,沉淀后的水从上部溢流堰溢出。,工艺的基本出发点:,为污泥絮凝提供有利的物理化学条件,以便形成颗粒污泥; 良好的污泥床可形成种类相当稳定的生物相; 较大的絮体具有良好的沉淀性能,从而提高设备内的污泥浓度; 通过设置沉淀区,使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀,然后回流入污泥床内。,UASB反应器运行的三个重要的前提,反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥。 由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用。 设计合理的三相分离器,这使沉淀性能良好的污泥能保留在反应器内。,3 颗粒污泥形成机理:,厌氧发酵释放的沼气气泡和布水系统产生的上升水流将使反应器内污泥同时受到水流剪切力、颗粒碰撞摩擦力、泡振力和气泡尾涡混掺力等四种力的作用。这四种力叠加后的综合作用与反应池内的颗粒污泥强度相适应时,才能使颗粒污泥顺利产生并得以保持。,对颗粒污泥形成机理的认识:,当综合作用产生的剪切及摩擦、碰撞强度大于颗粒污泥的强度时,就会增加颗粒的破碎或剥落程度,使污泥流失; 当剪切及摩擦、碰撞强度过低,泥水混掺不充分,易导致沟流或局部酸化,从而导致污泥强度的降低,使污泥破碎; 因此适宜的水力混掺、泡振及剪切强度是形成颗粒污泥的必要条件。,颗粒污泥菌群分布:,水解菌与产酸菌分布于污泥颗粒的外围; 类似产甲烷丝菌的微生物在颗粒内部较多。,UASB内的流态:,反应区内的流态与产气量和其高度相关,下部污泥层内,形成上升的气流,存在不同程度的混合; 悬浮层内混合液,由于气体的运动带动液体以较高速度上升和下降,形成较强的混合; 沉淀区内水流呈推流式,但仍然存有死区和混合区。,颗粒污泥的形态:,UASB反应器中厌氧颗粒污泥的外形多种多样: -大多呈卵形,也有球形、捧形、丝状形及板状形。 -直径一般为0.1~2mm,平均直径为1mm,最大的可达3~5mm。,颗粒污泥的分布:,大体为下部大,上部小。 反应区底部污泥以无机粒子作为核心,外包生物膜而成。内层为黑色,生物膜的表层则呈现淡黄色及暗绿色等。 反应区上部的颗粒污泥的挥发物含量相对较高,颗粒污泥质软,有韧性及粘性。,颗粒污泥的组成:,主要包括各类厌氧微生物、矿物质及胞外多聚物,其VSS/SS一般为70%~80%。 颗粒污泥的主体是各类厌氧微生物,包括水解发酵菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌,有时还存在硫酸盐还原菌等。,4 UASB的设计,UASB的工艺设计主要是计算厌氧污泥床的容积、产气量、剩余污泥量、营养需要量。 三相分离器是UASB的重要组成部分,它对污泥床的正常运行和获良好的出水水质起十分重要的作用。,常用设计参数:,上升流速=1~3m/h ; 容积负荷=5~30kgCOD/(m3.d); COD去除率=80~90% 。,三相分离器设计应注意:,防止气泡进入沉淀区影响沉淀
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